動(dòng)態(tài)平衡閥在暖通工程的應(yīng)用分析
隨著我國(guó)建筑規(guī)模擴(kuò)大,建筑數(shù)量不斷增多,人們對(duì)于室內(nèi)環(huán)境具有較高的要求,特別是商業(yè)建筑,如何有效擴(kuò)大商用面積,確?照{(diào)系統(tǒng)正確、安全運(yùn)行,而不增加消耗,是暖通行業(yè)建筑需重視的問(wèn)題。
無(wú)論是采暖、空調(diào)工程,因條件制約不可能全部使用同程系統(tǒng),實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),異程系統(tǒng)為確保系統(tǒng)中環(huán)路末端的不利資用壓頭,其它空調(diào)末端資用設(shè)計(jì)工況需要值,尤其是規(guī)模大建筑功能復(fù)雜工程,由于異程管線長(zhǎng),空調(diào)末端啟停差異、阻力差異,靠近冷熱源位置具有剩量的資用壓頭,流量分配與設(shè)計(jì)狀態(tài)偏離,引起系統(tǒng)水力失調(diào)。因流量偏差,導(dǎo)致冷熱源近端出現(xiàn)采暖不熱、空調(diào)太涼等現(xiàn)象,不僅確保使用功能,導(dǎo)致能源浪費(fèi)。
一、解決水利失調(diào)方法
首先,加節(jié)流孔板?照{(diào)靠近冷源環(huán)路、熱力入口等部分管段,增加節(jié)流孔板,解決水力失調(diào)的水系統(tǒng)熱力末端流量、阻力計(jì)算準(zhǔn)確,無(wú)法出現(xiàn)變化。所以,末端流量變化仍會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)、能源浪費(fèi)。
其次,手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝。針對(duì)大型空調(diào)系統(tǒng),選擇手動(dòng)調(diào)節(jié)閥難以進(jìn)行調(diào)節(jié),若對(duì)前端閥門進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié),會(huì)影響后端流量。調(diào)整后端流量,其前端流量會(huì)出現(xiàn)變化。所以,調(diào)整費(fèi)力、費(fèi)時(shí)。針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng),工程師需具有調(diào)節(jié)閥門,若出現(xiàn)系統(tǒng)壓力、負(fù)荷,對(duì)水力系統(tǒng)進(jìn)行重新調(diào)整。
第三,動(dòng)態(tài)流量平衡閥的安裝。確定空調(diào)設(shè)備末端、熱力入口的設(shè)計(jì)流量,按照閥門處壓力、流量變化的范圍,確定動(dòng)態(tài)平衡閥,將閥門安置好,只需閥門處壓差變化,控制閥門壓力,不需要人為調(diào)節(jié)。
二、動(dòng)態(tài)平衡閥特點(diǎn)
首先,動(dòng)態(tài)平衡閥工作原理。對(duì)平衡閥閥芯過(guò)流面積進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)閥門前后變化,實(shí)現(xiàn)流量控制。動(dòng)態(tài)平衡閥屬于一個(gè)以改變局部阻力為主的節(jié)流元件,針對(duì)不可壓縮流體,流量方程:Q=KA(△P),其中Q代表平衡閥流量,K代表流量系數(shù),A代表閥芯過(guò)流面積,△P代表閥門的進(jìn)出口壓差。當(dāng)閥門開(kāi)度不變時(shí),可忽視K值變化。所以,閥門流量維持A(△P)不變。平衡閥則由支撐裝置、高精度彈簧、過(guò)流閥膽構(gòu)成,彈簧的受壓差對(duì)閥膽的過(guò)流大小進(jìn)行控制,進(jìn)而恒定閥門流量。
其次,閥門工作過(guò)程。若最小啟動(dòng)壓差大于平衡閥的前后壓差,則表示彈簧沒(méi)有被壓縮,此時(shí)的流通面積最大。若平衡閥門前后的壓差處于工作范圍內(nèi),則彈簧被閥膽壓縮,處于工作狀態(tài),閥膽兩邊圓孔、幾何型通道經(jīng)過(guò)水流。因閥膽處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),幾何流型通道也由于變化,閥體流通面積也隨之變化。處于該壓縮范圍內(nèi),可基本恒定水流流量。若平衡閥的前后壓差大于工作范圍,彈簧被閥膽全部壓縮,只有閥膽兩邊圓孔有水流,即閥膽作為固定調(diào)節(jié)器,壓差和流量呈正比,壓差增大,流量也隨之增大。
動(dòng)態(tài)平衡閥通過(guò)一定壓力范圍,對(duì)空調(diào)末端流量最大值進(jìn)行控制,可實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)恒定,空調(diào)采暖的負(fù)荷不穩(wěn)定,系統(tǒng)調(diào)試被簡(jiǎn)化,減少調(diào)試時(shí)間。尤其平衡閥在異程水系統(tǒng)的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)境溫度、水力工況平衡,其他末端啟停對(duì)空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備的運(yùn)行不造成影響。
三、實(shí)際工程中動(dòng)態(tài)平衡閥的運(yùn)用
首先,區(qū)域供暖。動(dòng)態(tài)平衡閥運(yùn)用于熱力入口,確保系統(tǒng)流量,室內(nèi)溫暖閥、采暖系統(tǒng)需確保每個(gè)散熱器具有足夠的流量,動(dòng)態(tài)平衡閥需確保恒定各立管流量,使水平失調(diào)得到解決。
其次,空調(diào)系統(tǒng)。在大型空調(diào)系統(tǒng)、集中式空調(diào)系統(tǒng)中,平衡閥設(shè)置在空調(diào)設(shè)備的末端,經(jīng)過(guò)三通電動(dòng)閥確保設(shè)備的運(yùn)行流量,平衡閥調(diào)整水力工況,當(dāng)水泵、冷卻塔、冷熱源的設(shè)計(jì)管線受到限制時(shí),采用平衡閥防止負(fù)荷偏載,確保設(shè)備正常、安全運(yùn)行。
四、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)平衡閥反感因該注意的問(wèn)題
首先,動(dòng)態(tài)平衡閥無(wú)法調(diào)整負(fù)荷。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,只能調(diào)節(jié)水力平衡,無(wú)法調(diào)節(jié)負(fù)荷,因誤解了動(dòng)態(tài)平衡閥,極易認(rèn)為平衡閥可調(diào)整采暖負(fù)荷、平衡空調(diào),利用平衡閥代替電動(dòng)兩通閥、三通閥。然而隨著室內(nèi)負(fù)荷、結(jié)構(gòu)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化,空調(diào)設(shè)備水量也實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化,即可確保室內(nèi)溫度,也可達(dá)到節(jié)省的目的。大型空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用,將平衡閥設(shè)置在空調(diào)設(shè)備中,各設(shè)備啟停對(duì)其它設(shè)備水流量不造成干擾,平衡閥可平衡水力。電動(dòng)的兩通閥、三通閥節(jié)流,可對(duì)環(huán)境負(fù)荷數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。目前,動(dòng)態(tài)平衡閥均帶有電動(dòng)自控功能,根據(jù)負(fù)荷要求,對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。所以,選擇電動(dòng)自控功能的動(dòng)態(tài)平衡閥,即可平衡負(fù)荷調(diào)整和水力平衡,可用電腦直接設(shè)定流量,還可簡(jiǎn)化安裝,在狹小空間內(nèi)也可安裝。
其次,動(dòng)態(tài)平衡閥不宜多極設(shè)置。設(shè)置空調(diào)時(shí),通常多極設(shè)計(jì)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥,但按照該方法對(duì)動(dòng)態(tài)平衡閥進(jìn)行設(shè)置是錯(cuò)誤的。若下級(jí)的多個(gè)、一個(gè)設(shè)備將電動(dòng)閥關(guān)閉,上級(jí)平衡閥流量仍然保持不變,可能會(huì)增加下級(jí)未關(guān)設(shè)備的流量,不僅增加了水流造成,對(duì)使用功能也造成影響,增加了經(jīng)濟(jì)投資。
第三,在空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)按照冬夏供回水溫差,對(duì)動(dòng)態(tài)平衡閥進(jìn)行合理設(shè)置。空調(diào)系統(tǒng)的四管制,采用兩個(gè)平衡閥,即可滿足冬夏兩季的不同水量要求,若冬夏兩季的冷水溫差與供熱溫差不一致,水流量的差異也較大,所以兩管制水系統(tǒng)必須按照冬夏兩季的不同流量要求,對(duì)平衡閥進(jìn)行設(shè)置。主要有三種方法:
(1) 對(duì)可變流量的動(dòng)態(tài)平衡閥進(jìn)行設(shè)置,在冬夏換季時(shí),將閥門轉(zhuǎn)換即可。(2) 對(duì)兩個(gè)平衡閥進(jìn)行設(shè)置,閥1根據(jù)冬季流量確定閥門,閥2根據(jù)冬夏兩季的最大水量差確定閥門,冬季只開(kāi)閥1,夏季開(kāi)閥1、閥2,以兩個(gè)閥門實(shí)現(xiàn)四管制功能。(3) 選擇自控功能的動(dòng)態(tài)平衡閥,通過(guò)電腦設(shè)定流量。
五、結(jié)語(yǔ)
動(dòng)態(tài)流量平衡閥分為固定式動(dòng)態(tài)流量平衡閥和可調(diào)式動(dòng)態(tài)流量平衡閥,它們都是在工作壓差范圍內(nèi)維持自身流量不變,區(qū)別是前者出廠后流量不可調(diào),后者流量可調(diào)。對(duì)于設(shè)計(jì)流量已知的系統(tǒng),選擇前者即可,在使用中不需任何調(diào)試和維護(hù),因此在暖通工程中使用動(dòng)態(tài)平衡閥極為方便。